ألما تلتقط أول صورة مباشرة لكوكب أولي يلتف حوله الغاز

محاكاة تتحول إلى رصد

أمضى علماء الفلك عقودًا في نمذجة كيفية تجمّع الكواكب داخل الأقراص الدوّارة من الغاز والغبار التي تحيط بالنجوم الفتية. وتنبأت تلك النماذج بأن الكوكب النامي ينبغي أن يحرّك المواد من حوله، مخلّفًا دوامات مرئية من الغاز المتحرك. حتى الآن، لم يصوّر أحد تلك العملية مباشرة. وقد تغيّر ذلك بجهد بحثي دولي قدّم أول صورة مباشرة لكوكب يتشكّل داخل غلاف دوّار من الغاز والغبار — جرم يُعرف بالكوكب الأولي.

ويركز العمل، المنشور في مجلة The Astrophysical Journal Letters، على زوج من الكواكب الفتية يدوران حول نجم يبعد نحو 430 سنة ضوئية عن الأرض. وقد أُجريت الأرصاد باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/دون المليمترية (ألما)، وهو المرصد الواقع في شمال تشيلي والذي أصبح أداة أساسية لدراسة الغاز والغبار الباردين في أقراص تكوّن الكواكب.

وقالت الدكتورة ميريام بينيستي، مديرة معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "نرى بوضوح كلا الكوكبين وهما يشكّلان بيئتهما".

زوج من العوالم الفتية في قرص واحد

يستضيف النظام المستهدف كوكبين أوليين مؤكدين، وقد صُوّر كلاهما الآن مباشرة. ويقدّمان معًا رؤية كاملة بشكل غير معتاد لكيفية تقسيم كواكب متعددة لقرص واحد من المواد.

العالم الخارجي: WISPIT 2b

• يقع على مسافة تقارب 57 وحدة فلكية (AU) من نجمه المضيف — أي أبعد بكثير من موقع المشتري في نظامنا الشمسي.
• يُقدَّر أن كتلته تعادل نحو خمسة أضعاف كتلة المشتري.
• صوّرته ألما مباشرة ووُصف بأنه أول كوكب أولي يُصوَّر مباشرة.
• أُعلن عن اكتشافه في أغسطس 2025.

وحول هذا الكوكب الخارجي، تكشف بيانات ألما الجديدة عن دوامات من الغاز في حالة حركة — وهي البصمة التي طال انتظارها لتفاعل كوكب مع القرص الذي لا يزال يتغذى منه.

العالم الداخلي: WISPIT 2c

• يدور في مدار داخلي بالنسبة إلى WISPIT 2b على مسافة نحو 15 وحدة فلكية من النجم.
• يُقدَّر أن كتلته تتراوح بين 8 و12 ضعف كتلة المشتري.
• أُعلن عن اكتشافه في مارس 2026، بعد وقت قصير من الإعلان عن رفيقه الخارجي.

وبالنظر إليهما معًا، يُظهر الجسمان نظامًا يشغل فيه كوكبان متميزان منطقتين متميزتين من القرص نفسه ويتركان آثارًا مختلفة جدًا على محيطهما.

قراءة ألوان الغاز المتحرك

لا تنتج ألما صورة فوتوغرافية بسيطة بالطريقة التي يفعلها تلسكوب بصري. وبدلاً من ذلك، تحمل صورة هذا النظام ترميزًا للحركة. فالغاز المتحرك نحو الراصد يظهر باللون الأزرق، بينما يظهر الغاز المتحرك بعيدًا باللون الأحمر. وبالتالي فإن الصورة الناتجة لـ WISPIT 2b ليست مجرد صورة لكوكب فتٍ، بل خريطة للغاز المتدفق حوله.

وهذا التخطيط هو ما يجعل النتيجة مهمة. فقد تنبأت محاكاات تفاعلات القرص والكوكب منذ فترة طويلة بأن جسمًا ضخمًا بما يكفي ينبغي أن يُحدث اضطرابات حلزونية في المواد المحيطة. وتُظهر صورة ألما الجديدة بالضبط هذا النوع من البنية حول WISPIT 2b.

وشرحت بينيستي: "لقد حفر WISPIT 2c تجويفًا، وحفر WISPIT 2b فجوة. وحول WISPIT 2b، نجد دوامات من الغاز كانت المحاكاات لتفاعلات القرص والكوكب قد تنبأت بها، لكنها لم تُرصد فعليًا من قبل. والآن هناك صورة لها!".

لماذا التجويف ليس فجوة

التمييز بين السمتين في هذا النظام مهم لفهم كيفية استمرار الكواكب في النمو. فالتجويف يمثل إزالة كاملة للغاز والغبار — أي أن مادة القرص اختفت فعليًا. أما الفجوة، في المقابل، فتشير فقط إلى انخفاض في كثافة مادة القرص. ويبقى ما يكفي من الغاز والغبار داخل الفجوة كي يواصل الكوكب الأولي التراكم وإضافة كتلة.

وهذا يعني أن WISPIT 2b لا يزال على الأرجح قيد التشكّل، منغمسًا في المواد المتبقية من فجوته، بينما اكتسح WISPIT 2c محيطه بشكل أكثر شمولاً. ويمنح هذا المقارنة الباحثين فرصة نادرة لرصد كوكبين في نقطتين مختلفتين من العملية نفسها داخل نظام واحد.

كيف تولد الكواكب

تبدأ الصورة الأوسع لتكوّن الكواكب بكرة ضخمة من الغاز والغبار تدور ثم تتسطح في النهاية لتشكّل قرصًا. وداخل ذلك القرص، تتكتل مواد صخرية تتراوح بين الحصى وأجسام بحجم الكيلومترات في عملية تُسمى التراكم. وتواصل تلك الأجسام النامية دورانها داخل القرص الأكبر. وبالقرب من النجم، تفضّل الظروف تشكّل الكواكب الصخرية، بينما تجمع الكواكب في المناطق الأبعد الغاز والجليد والغبار التي لا يستطيع النجم تبخيرها.

وقد دُرست كل مرحلة من تلك المتتابعة أساسًا عبر النظرية والنمذجة الحاسوبية. وتُعد الأرصاد المباشرة لكوكب لا يزال منغمسًا في مواد ولادته بالغة الصعوبة، ولهذا يبرز نظام WISPIT.

ماذا تعني الصورة في البحث عن الحياة

يشكّل تكوّن الكواكب وتطورها القوى الدافعة وراء أين — وكيف — قد نجد الحياة خارج الأرض. وفهم كيفية اكتساب الكواكب لكتلتها، وأين تستقر في نظام ما، وكيف تتفاعل مع المواد من حولها، يحدد التوقعات بشأن أي العوالم قد تصبح صالحة للسكن في نهاية المطاف.

وصورة تؤكد عقودًا من المحاكاات ليست مجرد إنجاز جمالي. فهي تصادق على الإطار النظري الذي يستخدمه الباحثون لتفسير أرصاد الأقراص في أنحاء المجرة، وتعزز الثقة في التنبؤات المتعلقة بأنظمة تظل بعيدة جدًا أو خافتة جدًا بحيث يتعذر تحليلها.

الطريق إلى الأمام

تثير النتيجة أيضًا أسئلة جديدة. إلى متى تستمر دوامات الغاز هذه حول كوكب أولي نامٍ؟ وهل تظهر البصمة نفسها حول كواكب ذات كتل مختلفة وعلى مسافات مدارية مختلفة؟ ومع وجود كوكبين مرئيين في قرص واحد — أحدهما يقع في فجوة والآخر حفر تجويفًا — يوفّر نظام WISPIT مختبرًا طبيعيًا لملاحقة تلك الأسئلة.

وفي الوقت الحالي، الخلاصة بسيطة: عملية كانت موجودة فقط في المحاكاات قد صُوّرت. فالغاز المتحرك نحونا يتوهج بالأزرق؛ والغاز المتحرك بعيدًا يتوهج بالأحمر؛ وفي مكان ما بينهما، لا يزال كوكب تبلغ كتلته نحو خمسة أضعاف كتلة المشتري قيد التشكّل.

يعتمد هذا المقال على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.